1、強夯技術(shù)(強夯法)Heavy Tamping地基處理新技術(shù)地基處理新技術(shù)New Technical of Soil Improvement (錘夯實法一、概 述 強夯是法國Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，它通過一般830t的重錘(最重可達200t)和820m的落距(最高可達40m)，對地基土施加很大的沖擊能，一 般 能 量 為 5 0 0 8000KNm,強制壓實地基。l強夯首次用于法國的芒德力厄海濱海填土。該場地為新近填筑的采石場棄土碎石層，厚約9m；其下為12m厚疏松的砂質(zhì)粉土，底部為泥灰?guī)r。場地建造20棟8層住宅。工程起初擬用樁基礎(chǔ)，由于碎石填土完全是新近填筑的，

2、若使用樁基，因負摩擦力(方向向下)占樁基礎(chǔ)承載力的6070，不經(jīng)濟。9m新近填筑的碎石層12m疏松的砂質(zhì)粉土泥灰?guī)r后考慮預(yù)壓加固。堆土高5m，歷時3月。沉降僅200m，無法采用。最后改為強夯：錘重100KN，落距13m，夯擊一遍，夯后測量，整個場地的平均沉降量達500m，原位測試的資料證明土的強度增加了23倍，滿足工程要求。 8層樓竣工后，基底壓力為300KN,地基沉降量僅13mm。目前，強夯法加固地基有三種不同的機理：動力密實、動力密實、動力固結(jié)、動力固結(jié)、動力置換。動力置換。1、動力密實 采用強夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動力密實的機理，即用沖擊型動力荷載，使土體中的孔隙減小，土體

3、變得密實，從而提高地基土強度。 非飽和土的夯實過程，主要是沖切變形，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程，其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起，在加固深度范圍內(nèi)氣相體積大大減少，最大可減少60。 l在夯錘接觸地面的瞬在夯錘接觸地面的瞬間，在沖擊動能作用下，間，在沖擊動能作用下，地面會立即產(chǎn)生沉降，地面會立即產(chǎn)生沉降，通常強夯夯擊第一錘，通常強夯夯擊第一錘，可使錘陷入地面可使錘陷入地面0.61m左右，夯坑底部形左右，夯坑底部形成一層超壓密硬殼層成一層超壓密硬殼層（堅硬得用手抓不動），（堅硬得用手抓不動），承載力可比夯前提高承載力可比夯前提高23倍。倍。 夯夯坑坑動力密實的應(yīng)用范圍動力密實的應(yīng)用

4、范圍肇慶花都博羅輸變電工程花都站土石方強夯施工動力密實的應(yīng)用動力密實的應(yīng)用動力密實的應(yīng)用2.2.動力固結(jié)動力固結(jié) l 在工程實踐中，不論土的性質(zhì)如何，夯擊時能立即引起地基土的很大沉降，這個結(jié)果對粒狀土是可以理解的。但對于飽和細粒土，由于滲透性低，在瞬時荷載作用下，孔隙水不能迅速排出，軟土結(jié)構(gòu)被破壞，可能形成所謂“橡皮土”，不能達到密實的效果。這樣就無法理解在強夯時會立即引起很大沉降的機理。l強夯加固細粒飽和土為動力固結(jié)動力固結(jié)機理，即強大的沖擊波破壞土的結(jié)構(gòu)，使土體局部液化并產(chǎn)生許多裂隙，作為孔隙水的排水通道，加速土體固結(jié)，土體觸變，強度逐步恢復。l強夯軟粘性土時，土體中強大的沖擊能量在土中產(chǎn)

5、生很大的應(yīng)力波，破壞了土體原有的結(jié)構(gòu)，同時使土體中出現(xiàn)超孔隙水壓力（此時大于顆粒間的接觸壓力），使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，形成排水通道。土的滲透性驟增，孔隙水得以順利排出。待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)。由于軟土的觸變性，強度逐步恢復，強度得以提高。夯坑周圍產(chǎn)生輻射向垂直裂隙根據(jù)強夯法的實踐，歸納飽和土是可壓縮的新機理有四點：1）飽和土的壓縮性；2）產(chǎn)生液化；3）滲透性變化；4）觸變恢復夯擊一遍的情況 夯擊三遍的情況 地基壓密固結(jié)模式圖青島港青島港8號碼頭強夯工程號碼頭強夯工程3 動力置換 l強夯加固淤泥為動力置換機理，即強夯將碎石整 體擠入淤泥或間隔夯入淤泥。l將碎石整體擠入淤泥成整

6、體置換，其作用機理類似于換土墊層。將碎石間隔夯入淤泥成樁式碎石墩其機理主要是靠碎石內(nèi)摩擦角和墩間土的側(cè)限來維持樁體的平衡，并與墩間土起復合地基的作用。動力置換類型動力置換類型 整式置換整式置換樁式置換樁式置換動力置換的應(yīng)用范圍動力置換的應(yīng)用范圍樁式碎石墩動力置換的應(yīng)用范圍動力置換的應(yīng)用范圍動力置換樁式置換樁式置換動力置換整式置換有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據(jù)，又是反映處理效果的重要參數(shù)。有效加固深度一般可理解為：經(jīng)強夯加固后，該土層強度和變形等指標能滿足設(shè)計要求的土層范圍。確定強夯處理有效加固深度，強夯的功能有關(guān)?？捎孟铝泄焦浪鉓hH H有效加固深度(m) ；系數(shù)； M夯錘重(t

7、) h落距(m) ；1. 有效加固深度和錘重與落距有效加固深度和錘重與落距根據(jù)工程的規(guī)模與特點，根據(jù)工程的規(guī)模與特點，結(jié)合地基土層情況，結(jié)合地基土層情況，據(jù)此選擇錘重與落距。據(jù)此選擇錘重與落距。l實際上影響有效加固深度的因素很多，除了錘重和落距外，還有地基土的性質(zhì)、不同土層的厚度和埋藏順序、地下水位等。因此，強夯的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯現(xiàn)場試夯或當?shù)亟?jīng)驗確定。l在缺少經(jīng)驗或試驗資料時，可按建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中的表預(yù)估。l按公式與表初步確定強夯的有效加固深度與夯擊功能的關(guān)系，選用強夯的錘重與落距，再以進行現(xiàn)場試夯為準。 2. 最佳夯擊能最佳夯擊能 在夯擊能作用下，地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達到

8、土的自重壓力這樣的夯擊能稱為最佳夯擊能。 l最佳夯擊能的確定方法：試夯時繪制孔隙水壓力增量與夯擊擊數(shù)(夯擊能)的關(guān)系曲線來確定最佳夯擊能。當孔隙水壓力增量隨著夯擊擊數(shù)(夯擊能)增加而逐漸趨于恒定時，可認為該種土所能接受的能量已達到飽和狀態(tài)，此能量即為最佳夯擊能。3. 夯擊點布置及間距夯擊點布置及間距 （1）夯擊點布置）夯擊點布置 l對某些基礎(chǔ)面積較大的建筑物和構(gòu)筑物，可按等邊三角對某些基礎(chǔ)面積較大的建筑物和構(gòu)筑物，可按等邊三角形或正方形布置夯擊點。形或正方形布置夯擊點。l對辦公樓和住宅建筑等，可根據(jù)承重墻位置布置夯點。對辦公樓和住宅建筑等，可根據(jù)承重墻位置布置夯點。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊

9、點。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊點。l由于基礎(chǔ)的應(yīng)力擴散作用，強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物由于基礎(chǔ)的應(yīng)力擴散作用，強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍。一般每邊超出基礎(chǔ)外源的寬度宜為設(shè)計處理深基礎(chǔ)范圍。一般每邊超出基礎(chǔ)外源的寬度宜為設(shè)計處理深度的度的1223，并不宜小于，并不宜小于3米。米。（2）夯擊點間距）夯擊點間距 夯距通常為515m 美國加州某工程夯點布置（正方形）（正方形布置）（正方形布置）（3） 夯擊擊數(shù)與遍數(shù)夯擊擊數(shù)與遍數(shù) 夯點的夯擊擊數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯現(xiàn)場試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時滿足下列條件： 1)最后兩擊的夯沉量不大干50mm； 2)夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起；

10、 3)不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。一般為410擊。 夯擊遍數(shù)：夯擊遍數(shù)： 遍數(shù)一般23遍：第一遍夯擊點的間距要大，這樣才能使夯擊能量傳遞到深處。下一遍夯擊點往往布置在上一遍夯點的中間。最后一遍是以低能量“搭夯”即錘印彼此搭接，用以確保松動的表層土的均勻性和較高的密實度，俗稱“搭夯” （或稱滿夯）。4. 4. 墊層鋪設(shè)墊層鋪設(shè) l強夯前要求對擬加固的場地，必需具有一層 稍硬的表層，使其能支承起重設(shè)備，并便于對 所施工的“夯擊能”得以擴散。l對場地地下水位在2米深度以下的砂礫石層， 可直接實施強夯，無需鋪設(shè)墊層。l對地下水位較高的飽和黏性土與易液化流動 的飽和砂土，都需鋪設(shè)砂砂?；蛩槭瘜硬拍苓M 行

11、強夯，否則土體會發(fā)生流動。l墊層厚度一般為0.52.0m。鋪設(shè)的墊層不能 含有粘土。l對于需要分兩遍或多遍夯擊的工程，兩遍夯擊 間應(yīng)有一定的時間間隔。各遍間的間歇時間取 決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時間。1.砂土連續(xù)：對砂性土，孔隙水壓力在夯完后消散時間只有24min，亦即可連續(xù)夯擊。2.粘性土24周：對黏性土，由于孔隙水壓力消散較慢（滲透性小），故當夯擊能逐漸增加時，孔隙水壓力亦相應(yīng)疊加，孔隙水壓力的消散一般為24周。目前國內(nèi)有的工程對黏性土地基的現(xiàn)場埋設(shè)了袋裝砂井，以便加速孔隙水壓力的消散，縮短間歇時間。5. 5. 間歇時間間歇時間 6 效果檢驗 強夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時間方能對地基加固質(zhì)量進行檢驗。其間隔時間對碎石土和砂土地基可取l2周：對粉土和粘性土地基可取34周。室內(nèi)試驗 十字板試驗 動力觸探試驗 靜力觸探試驗 旁壓試驗 載荷試驗 波速試驗 旁壓試驗 切斷淤泥質(zhì)土強夯的沖擊能對鄰近建筑物的影響？l可見，強夯法與傳統(tǒng)的重錘夯實法加固地基可見，強夯法與傳統(tǒng)的重錘夯實法加固地基的機